自動化生產(chǎn)線伸縮換向單元的設計

1、自動化生產(chǎn)線伸縮換向單元設計 自動化07-2班 李*PAGE PAGE 16自動化生產(chǎn)線伸伸縮換向單元元的設計*職業(yè)技術學學院電氣工程系電氣自動化077-2班李 *502*2009年122月4日內(nèi) 容 摘 要要：當今，自動化產(chǎn)產(chǎn)生線已逐漸漸廣泛地應用用于各類流水水線上，其發(fā)發(fā)展、完善和和各種相關技技術的進步及及互相滲透是是緊密相連的的。而伸縮換換向單元所涉涉及的技術領領域在自動化化生產(chǎn)線中的的應用是很廣廣泛的，它在在自動化生產(chǎn)產(chǎn)線與工件物物體之間，承承擔換向和傳傳送。本文設計了一種種適用于自動動化生產(chǎn)線上上的伸縮換向向單元。本設設計單元采用用可編程控制制器控制，同同時采用傳感感技術，并應應用氣

2、壓和電電動傳動技術術，使得自動動化生產(chǎn)線功功能更加齊全全、完善、先先進。單元的主要要功能是：將將托盤及組裝裝好的工件經(jīng)經(jīng)過本單元進進行換向，放放入下一個單單元。關鍵詞：自動化化生產(chǎn)線，伸伸縮換向單元元，氣壓氣缸缸傳動，電機機傳動。目 錄一、總體設計31.1 技術要要求31.2 硬件41.3 軟件41.4 方框圖圖5二、硬件設計52.1 PLCC的概述552.2 PLCC工作方式62.3 PLCC使用注意事事項6三、軟件設計63.1 流程圖圖63.2 梯形圖圖83.3 IOO分配表9四、電氣控制圖圖10五、總結(jié)11六、參考資料111一、總體設計1.1技術要求求伸縮換向單元控控制要求：工工件進入，

3、將將其旋轉(zhuǎn)900度，伸縮臂臂將其提升，旋旋轉(zhuǎn)180度度伸至下一單單元，放下，回回至起點，并并要求有“啟動自動運行行”、“手動運行“和帶有“急停止”的控制方式。1. 啟動自動動運行“啟動自動運行行”方式具體控控制要求如下下：（1）在開始本本單元時，選選擇自動按鈕鈕控制方式，按按下自動啟動動按鈕，系統(tǒng)統(tǒng)開始工作；（2）此時直線線電機一直運運行，而光電電開關檢測到到有物體后就就會啟動換向向電機接件；（3）當工件完完全到達了換換向單元后，換換向電機就會會停止，轉(zhuǎn)而而換向氣缸工工作；（4）換向向氣缸至位后后，換向氣缸缸就會停止，換換向電機就會會送件，同時時小直線電機機工作。（5）當工件到到達貨叉后，小小

4、直線電機會會立即停止，換換向送件電機機也停止。（6）此后提升升氣缸工作，當當貨叉到位后后，提升氣缸缸就會停止（7）此時旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)電機也運行行起來。當轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)到位后，旋旋轉(zhuǎn)電機就會會停止，同時時伸縮電機伸伸出。（8）當伸縮電電機伸到后，伸伸縮電機就會會停止。（9)此時，整整個單元都會會延時5秒，以以方便下個單單元接件充足足（10）此時換換向氣缸工作作，當換向復復位后，換向向氣缸就會停停止（11）同時伸伸縮縮回電機機工作，當伸伸縮電機復位位后，伸縮電電機就會停止止，同時旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)復位電機工工作（12）當旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)電機復到位位后，旋轉(zhuǎn)電電機停止，提提升電機工作作(13)當提升升復位后，提提升氣缸輸出出就會停止。此時

5、整個單元正正常運行了一一個周期。 2.手動運行“手動運行”方方式具體控制制要求如下：（1）按下手動動按鈕，直線線電機立即運運行；（2）此后只要要一旦有工件件進入，各個個組成部件就就會正常運行行。而各個點點動按鈕其實實同各個檢測測元件的作用用是一致的。但但出于如果設設置點動按鈕鈕會增加按鈕鈕的考慮，本本文暫不設置置出各個單元元的點動按鈕鈕。3.急停止按下急停按鈕時時，伸縮單元元的每個部件件會立刻停止止工作。1.2硬件1.伸縮單元的的構成：執(zhí)行機構和機械械本體的構成成：“0”形條傳動、22個100行行程的標準汽汽缸、兩個直直流電機、三三個交流電機機部分器件的使用用：工件直線運動：工件進入本本單元和

6、工件件被換向單元元送出的時候候，工件都是是做直線運動動，因而需要要使用“O”形條傳動和和兩個直流電電機。旋轉(zhuǎn)運動：在換換向單元中的的送接件和貨貨叉的旋轉(zhuǎn)運運動中，需要要用到交流電電機。而換向向單元本身也也需要換向，因因而用到換向向氣缸做旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)運動。升降運動：貨叉叉的上下運動動，要用氣缸缸做提升運動動。2.檢測及傳感感的構成：檢測系統(tǒng)的構成成：光電傳感感器、磁性接近開開關、微動開開關。部分器件的使用用：（1）磁性接近近開關（簡稱稱磁性開關）是是一種非接觸觸式位置檢測測開關，這種種非接觸位置置檢測不會磨磨損和損傷檢檢測對象物，響響應速度快。（2）光電傳感感器：是各種種光電檢測系系統(tǒng)中實現(xiàn)光光電轉(zhuǎn)換

7、的關關鍵元件，它它是把光信號號（紅外、可可見及紫外光光輻射）轉(zhuǎn)變變成為電信號號的器件。它它可用于檢測測直接引起光光量變化的非非電量，也可可用來檢測能能轉(zhuǎn)換成光量量變化的其他他非電量。（3）微動開關關：微動開關關是一種施壓壓促動的快速速開關，又叫叫靈敏開關。其其工作原理是是：外機械力力通過傳動元元件（按銷、按按鈕、杠桿、滾滾輪等）將力力作用于動作作簧片上，并并將能量積聚聚到臨界點后后，產(chǎn)生瞬時時動作，使動動作簧片末端端的動觸點與與定觸點快速速接通或斷開開。3.動力源部分分：本單元中的各個個元氣件都是是由PLC提提供24V電電源的。而電電機的使用電電壓則要根據(jù)據(jù)實際需要而而選擇使用。1.3軟件本單

8、元的控制是是由三菱FXX系列PLCC編程軟件實實行控制及編編程的1.4方框圖檢測PLC檢測PLC驅(qū)動驅(qū)動電源電源執(zhí)行執(zhí)行二、硬件設計2.1 PLCC的概述可編程控制器（PPrograammablle Loogic Contrrollerr）簡稱PLLC。“PLLC是一種專專門為在工業(yè)業(yè)環(huán)境下應用用而設計的數(shù)數(shù)字運算操作作的電子裝置置。它采用可可以編制程序序的存儲器，用用來在其內(nèi)部部存儲執(zhí)行邏邏輯運算、順順序運算、計計時、計數(shù)和和算術運算等等操作的指令令，并能通過過數(shù)字式或模模擬式的輸入入和輸出，控控制各種類型型的機械或生生產(chǎn)過程。PPLC及其有有關的外圍設設備都應該按按易于與工業(yè)業(yè)控制系統(tǒng)形形

9、成一個整體體，易于擴展展其功能的原原則而設計。”目前，PLC在集成電路、計算機技術基礎上發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制設備。由于它具有功能強、可靠性高、配置靈活、使用方便以及體積小等優(yōu)點，國外已廣泛用于自動化控制的各個領域，并已成為實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的支柱產(chǎn)品。PLC基本組成包括中央處理器（CPU）、存儲器、輸入/輸出接口（縮寫為I/O，包括輸入接口、輸出接口、外部設備接口、擴展接口等）、外部設備編程器及電源模塊組成， PLC內(nèi)部各組成單元之間通過電源總線、控制總線、地址總線和數(shù)據(jù)總線連接，外部則根據(jù)實際控制對象配置相應設備與控制裝置構成PLC控制系統(tǒng)。PLC的基本組組成如下圖：2.2 工作方方式

10、PLC的工作方方式是采用周周期循環(huán)掃描描，集中輸入入與集中輸出出。這種工作作方式的顯著著特點是：可可靠性高、抗抗干擾能力強強，但響應滯滯后、速度慢慢。PLC通通電后，CPPU在程序的的監(jiān)督控制下下先進行內(nèi)部部處理，包括括硬件初始化化、IO模模塊配置檢查查、停電保持持范圍設定及及其他初始化化處理等工作作。在執(zhí)行用用戶程序之前前還應完成通通信服務與自自診檢查。在在通信服務階階段，PLCC應完成與一一些帶處理器器的智能模塊塊及其他外部部設備的通信信，完成數(shù)據(jù)據(jù)的接收和發(fā)發(fā)送任務，響響應編程器鍵鍵入的命令，更更新編程器顯顯示內(nèi)容，更更新時鐘和特特殊寄存器內(nèi)內(nèi)容等。PLLC具有很強強的自診斷功功能，一旦

11、有有錯或異常則則CPU能根根據(jù)錯誤類型型和程度發(fā)出出信號，甚至至進行相應的的出錯處理，是是PLC停止止掃描或強制制變成STOOP狀態(tài)。2.3 PLCC使用注意事事項1，不要將交流流電源線接到到輸入端子上上，以免燒壞壞PLC； 2，接地端子應應獨立接地，不不與其它設備備接地端串聯(lián)聯(lián)，接地線裁裁面不小于22mm23，輔助電源功功率較小，只只能帶動小功功率的設備（光光電傳感器等等）；4，一般PLCC均有一定數(shù)數(shù)量的占有點點數(shù)（即空地地址接線端子子），不要將將線接上；5， 輸出有繼繼電器型，晶晶體管型（高高速輸出時宜宜選用），輸輸出可直接帶帶輕負載（LLED指示燈燈等）；6，PLC輸出出電路中沒有有保

12、護，因此此應在外部電電路中串聯(lián)使使用熔斷器等等保護裝置，防防止負載短路路造成損壞PPLC;7，輸入、輸出出信號線盡量量分開走線，不不要與動力線線在同一管路路內(nèi)或捆扎在在一起，以免免出現(xiàn)干擾信信號，產(chǎn)生88，誤動作；信號傳輸線線采用屏蔽線線，并且將屏屏蔽線接地；為保證信號號可靠，輸入入、輸出線一一般控制在220米以內(nèi)；擴展電纜易易受噪聲電干干擾，應遠離離動力線、高高壓設備等，輸入/斷開開的時間要大大于PLC掃掃描時間；9，PLC存在在I/O響應應延遲問題，尤尤其在快速響響應設備中應應加以注意。三、軟件設計3.1 流程圖圖（如下）控制方式選擇控制方式選擇手動X13=1自動X13=0手動啟動X13自

13、動啟動X14直線電機Y0有工件進入嗎?X0換向電機接件Y1接件到達換向單元了嗎？X1停止換向電機Y1 換向氣缸工作Y3換向氣缸至位了嗎X2停止換向氣缸Y3 換向電機送件Y2小直線電機工作Y4貨叉提升到位了X5停止小直線電機Y4 停止換向送件電機Y2 提升氣缸工作Y5貨叉下有工件嗎X4停止提升電機Y5 旋轉(zhuǎn)電機到位Y6選擇到位了嗎X7停止選擇電機Y6伸縮電機伸出Y10伸縮伸到了嗎X11停止伸縮電機Y10 并延時5秒換向氣缸工作Y3換向氣缸復位了X3停止換向氣缸Y3 伸縮電機縮回去Y11送件復位了嗎X12停止伸縮電機Y11旋轉(zhuǎn)電機復位Y7旋轉(zhuǎn)電機復位X10停止旋轉(zhuǎn)復位電機Y7提升氣缸工作Y5提升氣

14、缸復位X6停止提升氣缸輸出Y53.2 梯形圖圖3.3 IOO分配表伸縮換向單元系系統(tǒng)I/O分配圖圖輸入輸出X0工件進入檢測Y0直線電機X1工件進入換向單單元檢測Y1換向電機接件X2換向氣缸至位Y2換向電機送件X3換向氣缸復位Y3換向氣缸X4工件到達貨叉下下部檢測Y4小直線電機X5提升氣缸至位Y5提升氣缸X6提升氣缸復位Y6旋轉(zhuǎn)電機至位輸輸出X7旋轉(zhuǎn)至位檢測Y7旋轉(zhuǎn)電機復位輸輸出X10旋轉(zhuǎn)復位檢測Y10伸縮電機伸出X11送件至位（伸）檢檢測Y11伸縮電機縮入X12送件復位（縮）檢檢測Y12工作指示燈（本本次暫不設置置）X13手動X14自動X15啟動X16停止X17急停四、電氣控制圖圖：五、總結(jié)實踐證明，伸縮縮換向單元的的設計優(yōu)良與與否，關鍵到到一個企業(yè)生生產(chǎn)效率的高高低。這樣一一個看似簡單單而實際技術術難度挺高的的單元，在實實際應用范圍圍還是是較為廣泛的。由于于其本體由很多多檢測與驅(qū)動動器件構成的的，任何一個個部件的運作作快慢都會影影響到整體運運作水平的提提高。當然，對于